A400和D301离子交换树脂去除饮用水中硫酸盐的比较研究

摘要

淡水资源的匮乏和饮用水质量问题已给人类生命带来潜在威胁。水中硫酸盐过量已成为饮用水安全与保障的难点问题之一。水中硫酸盐污染的治理已得到越来越广泛的关注。本试验使用英国产漂莱特A400离子交换树脂和国产D301树脂去除实验室模拟水中的硫酸盐。研究了其静态、动态条件下的处理效果,并对新型树脂的合成部分进行了初步探讨。
　　研究结果如下:
　　1、漂莱特A400离子交换树脂和国产D301离子交换树脂的吸附平衡时间分别为20min和30min,在20℃下吸附量分别为47.44mg/g和43.41mg/g;在4℃下吸附量分别为45.67mg/g和41.28mg/g。A400达到吸附平衡的时间短,吸附容量大,且干扰离子对其吸附硫酸盐的干扰作用较小,应优先选用。
　　2、Cl-、HCO3-和NO3-三种离子对SO42-吸附过程的干扰作用排序为NO3->Cl->HCO3-。三种离子对D301吸附SO42-过程的干扰作用大于A400。
　　3、A400和D301吸附SO42-的过程均符合准二级动力学模型,以化学吸附作用为主;其等温吸附过程符合Langmuir吸附等温模型;两种离子交换树脂对SO42-的脱附过程与吸附过程不可逆。A400和D301两种离子交换树脂对SO42-吸附过程的控速步骤均为颗粒内扩散。可通过改变树脂孔径结构扩大其吸附量。
　　4、动态试验的最佳操作条件为入口流速25mL/min、初始浓度1500mg/L、高径比24。在该条件下,A400树脂的吸附量qc为116.38mg/g;D301树脂的吸附量qc为64.66mg/g,A400树脂的吸附量仍然大于D301树脂的吸附量。

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1 绪论

1.1 水质标准

1.2 硫酸盐来源以及硫酸盐的危害

1.3 饮用水中硫酸盐的脱除方法

1.4 离子交换树脂

1.5 本课题来源、研究内容及意义

2 试验方法确定

2.1 试验材料及废水配制

2.2 分析方法

2.3 试验方法

3 吸附机理与吸附模型

3.1 吸附机理与影响因素

3.2 吸附动力学

3.3 吸附平衡等温模型

4 两种离子交换树脂去除水中硫酸盐吸附行为研究

4.1 两种离子交换树脂吸附水中硫酸盐的影响因素试验

4.2 本章小结

5 两种树脂吸附SO42-的动力学、热力学模拟及图形分析

5.1 两种离子交换树脂的吸附动力学模型拟合

5.2 吸附等温式拟合

5.3 饱和吸附SO42-离子交换树脂的脱附行为研究

5.4 两种离子交换树脂的再生试验

5.5 两种离子交换树脂表面结构

5.6 本章总结

6 吸附动态试验

6.1 A400离子交换树脂对硫酸盐的吸附动态试验

6.2 D301离子交换树脂对硫酸盐的吸附动态试验

6.3 本章总结

7 结论及建议

7.1 结论

7.2 建议

致谢

参考文献